螺旋金属燃料多物理耦合分析方法与概念设计研究

螺旋金属燃料具有导热系数高、导热路径短、强制旋流交混的特点,可实现更高的堆芯功率密度,进而减小堆芯体积,提高反应堆的安全性和经济性。本文介绍了上海交通大学反应堆热工水力实验室建立的螺旋金属燃料热工水力、中子物理、力学特性分析方法及多物理耦合分析框架。在热工水力方面,基于自研仪器实现了交混及沸腾临界行为精细化测量,建立了三维及精细化子通道分析方法;在中子物理方面,建立了适用于特殊能谱、复杂几何的截面及稳瞬态中子物理特性的分析方法;在力学方面,基于分子动力学方法建立了U-Zr合金燃料基础热物性模型,并开展了辐照条件下螺旋棒宏观力学特性研究。基于热工-物理-力学多物理分析和优化,提出了螺旋金属燃料组件及堆芯设计,具有无硼化、堆芯功率密度高、体积小、换料周期长的特点。

U-50Zr螺旋十字燃料热力耦合特性分析

为了提升现有压水堆的功率水平和安全裕量,本文提出了一种基于U-50Zr合金材料的螺旋十字燃料。本文基于分子动力学原理,对带孔隙U-50Zr合金的杨氏模量和热导率进行了预测;并将该预测结果植入到有限元多物理场耦合模拟中,对U-50Zr合金材料下螺旋十字燃料的热力性能进行了分析。分子动力学仿真结果显示:孔隙效应会降低U-50Zr合金材料的杨氏模量和热导率;但由于U-50Zr合金的辐照肿胀率和螺旋十字燃料温度较低,故辐照导致的孔隙效应并不明显,因此,燃料的温度场在整个寿期内较稳定。此外,在自接触影响下,螺旋十字燃料在包壳翼尖区域出现较大的应力峰值,且最大应力为326.7 MPa,低于锆合金材料的断裂极限。U-50Zr的螺旋十字燃料拥有不错的抗辐照热力响应特性,具备一定的应用前景。

低速高扭矩活塞式气动马达结构改进设计

本文以活塞式气动马达为研究对象,对气动马达定子内壁结构进行改进设计,完成气动马达关键部位的设计、计算和校核,使其在相同规格的情况下,提高工作效率。

螺旋十字燃料组件沸腾传热及燃料元件热力耦合特性研究

螺旋十字燃料(HCF)组件是一种新型的燃料组件设计方案,相对于传统的圆棒或板状燃料,HCF组件具有强交混、自支撑、无格架的特点。为评价HCF组件在热工水力和力学方面的性能,本文基于流固共轭传热方法建立了HCF组件两相沸腾传热模型和燃料棒热力耦合分析模型,获得了两相条件下的燃料棒和冷却剂温度、冷却剂空泡份额等参数分布以及不同燃耗深度下的燃料棒应力分布。结果表明,相对于圆棒组件,HCF组件可降低燃料中心温度和表面平均热流密度;发生沸腾临界时,HCF组件的线功率密度高于传统圆棒组件。初步热力耦合分析发现,对于金属芯体无气隙的HCF元件,燃料棒在辐照条件下受到较大的应力。

洛阳洛宁东汉五层陶楼

洛阳市文物考古研究院库藏的这件陶楼,是洛阳地区文物工作队在1980年配合洛宁故县黄沟湾村南水库淹没区水库工程时,发掘的一座东汉墓（M4）[1]中出土。该陶楼是目前洛阳地区发现的唯一一件五层陶楼,由于原简报介绍较为简略,本文就陶楼的细部构造、建筑风格等进行补充说明。陶楼,泥质灰陶,平面方形,通高1.05米,分为五层（图一三）,从下至上各层大小依次递减,套嵌而成,整体呈塔状,可拆卸。